2024-2025学年人教版高中物理选择性必修第二册同步训练：电磁振荡与电磁波【八大题型】原卷版

专题09电磁振荡与电磁波【八大题型】

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一.电磁振荡及过程分析（共5小题）

二.电磁振荡的周期和频率的计算（共3小题）

三.麦克斯韦电磁场理论（共3小题）

四.电磁波的产生（共6小题）

五.电磁波的发射和接收（共6小题）

六.电磁波的波长、频率和波速的关系（共4小题）

七.电磁波谱（共3小题）

八.电磁波与信息化社会（共4小题）

密朴题型制诔

一.电磁振荡及过程分析（共5小题）

1.图示的LC振荡电路，其振荡频率为200kHz.已知在t=0时刻，电容器C的a极板带

正电，且电荷量最大，则（）

^_j|

A.在t=1.25ps时刻，电磁能的一半储存在电容器C中，一半储存在电感L中

B.在t=1.25ps时刻，振荡电路中的电流最大

C.在t=2.5ps时刻，电磁能全部储存在电感L中

D.在t=5.0|is时刻，电容器C的b极板带正电，且电荷量最大

2.LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图4所示，则与该图

中A点相对应的是（）

AE

A.电路中的振荡电流最大B.电路中的磁场能最大

C.电路中的振荡电流为零D.电容器两极板所带电荷量最少

3.（多选）下列说法正确的是（）

A.在LC振荡电路中，当电流在增大时，电容器总是处于放电状态

B.让光子一个一个通过某一单缝，当光子个数较少时，在光屏上分布杂乱无章，当光子

个数达到一定数目时，光屏上出现衍射条纹，说明光的波动性是光子间相互作用的结果

C.电子束穿过铝箔后发生衍射现象，该实验现象说明实物粒子也具有波动性

h

D.已知频率为v、波长为人的光子的能量为E=hv,动量为p=7,式中h为普朗克常

量，则光速c、能量E、动量p之间满足E=pc

4.在力学、电学、热学等领域中，管道问题是经常遇到的。

（1）（简答）选择性必修1的习题中我们分析过水流切割问题。密度为p、速度为v的

水流垂直射在石材上且不反弹。请从动量定理的角度，推导石材表面受到的压强p=pv2。

（2）（计算）粗细不计、长度L=3.0m的光滑管道AB固定在倾角6=30°的斜面上，

且A、B两点等高，两侧平行的直段AC和BD长度均为l=0.50m,弯段CED是一个半

圆。质量m=2.0kg的物体（可视为质点）从管道A端静止释放后在管内运动。取8=

10m/s2o求：

①物体的最大速率Vm；（答案均保留2位有效数字）

②物体在最低点时受到管道的作用力大小F；

③管道中物体的动能和势能相互转化，正如电磁振荡中不同形式的能量相互转化，请按

第一行的类比方式完成表格。

物体的速度大小，可类比为电磁振荡回路中的电流大小

物体相对于最低点的重力势能，①可类比为电磁振荡中（物理量）

②物体（运动过程），可类比为电磁振荡中电容器的放电过程

5.简谐振动是物理学中很重要的一种运动形式，不同的简谐振动现象各异，但却遵循着相

似的规律。例如，一个质量为m,劲度系数为k的弹簧振子，其位移x随时间t按正余

弦规律做周期性变化，周期公式是：T=2n咨，同时在振子周期性运动的过程中其动能

11

和能相互转化，但总能量保持不变，即：pnv2+-fcx2=E,其中E为系统的总能量，v=

Ax

了为振子位移为X时的瞬时速度。

结合简谐振动的上述知识，通过类比的方法分析下面几个问题。

（1）如图1所示，在LC振荡电路中，电容器极板上的带电量q与电路中的电流i=相

随时间t都是按正余弦规律做周期性变化的。同时线圈储存的磁场能和电容器储存的电

场能相互转化，但总能量E保持不变，即：-Li2+--^7=E„其中L为线圈的自感系数,

C为电容器的电容。类比弹簧振子中的各物理量，电容器极板上的带电量q相当于弹簧

振子中的哪个物理量？并类比简谐振动公式写出LC振荡的周期公式；

（2）如图2所示，摆长为L,小球质量为m的单摆，当最大偏角较小时，摆动过程中其

摆角随时间也是按正余弦规律变化的。写出单摆摆角为0、小球角速度为3时系统总能

1

量的表达式，并类比弹簧振子的规律求出单摆摆动的周期；（已知。很小时，cose^i-万

e2）

（3）如图3所示，长为L的轻杆（质量不计），一端可绕固定在O点的光滑轴承在竖直

L

平面内转动，在距点为万和L处分别固定一个质量为m、可看作质点的小球。类比弹簧振

子的规律求出系统在竖直平面内做小角度摆动时的周期。

二.电磁振荡的周期和频率的计算（共3小题）

6.LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器

1

的上、下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率f五，L为电感,

C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（）

A.回路中电流的流向为b到a

B.该时刻电流正在变大

C.P板带负电，Q板带正电

D.若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小

7.类比是解决问题的一种有效方法。机械振动（图1）和电磁振荡（图2）属于不同的物理

现象，表面上似乎互不关联，但机械振动的x-t图像和电磁振荡的q-t图像，形式上都

是余弦函数；进一步研究发现，它们的运动学方程小"工2+依=0和端2+£=0具

AtAt°

有相似的形式。数学形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本质上存在着某些共

同的规律，下列说法正确的是（）

;，，，，，，，，，，，，，，，，，，＞，，，,

图1图2

A.已知质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电容C是电磁“惯性”

大小的量度

B.已知LC电路的周期为2兀而，通过类比可知弹簧振子的周期为2小航

11

C.已知弹簧振子的弹性势能为5日2,通过类比可知LC电路中电场能为5cq2

11

D,已知弹簧振子的动能为那通过类比可知LC电路中磁场能为万〃2

8.如图所示，一LC回路的电感L=0.25H,电容C=4pF,在电容开始放电时设为零时刻,

上极板带正电，下极板带负电，求：

（1）此LC振荡电路的周期为多少？

（2）当t=2.0X103s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？

（3）如电容器两板电压最大为10V,则在前J内的平均电流为多大？

三.麦克斯韦电磁场理论（共3小题）

9.现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备,

它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。电

磁铁线圈通有如图所示方向的电流，电子在真空室中做加速圆周运动。下列说法正确的

电子轨道

A.电子加速时受到的向心力大小可能不变

B.电磁铁线圈通过的电流一定增大

C.从上向下看，电子做顺时针方向的圆周运动

D.电子轨道所在平面磁场的磁感应强度不变

10.（多选）下列说法正确的是（）

A.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向

B.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远

去

C.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的频率一定不变且波长变短

D.只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生衍射现象

E.变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场

11.在无限长直通电导线周围，距直导线为r处的磁感应强度为B=J（在SI制中k=2X

V

10-7T.m/A）。某地地磁场的水平分量BX=3X10-5T,地面上放置一个可沿水平方向自由

转动的小磁针，在小磁针的正上方5cm处有一根沿南北方向的极长的直导线，当导线通

以恒定电流后，小磁针的N极指向北偏西53°而静止，则直导线中的电流方向

为,（选填“由南向北”或“由北向南”），导线中的电流强度为

Ao

四.电磁波的产生（共6小题）

12.（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（）

A.电磁波在真空和介质中的传播速度相同

B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C.电磁波谱中的无线电波与可见光相比，更容易产生显著的衍射现象

D.电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失

E.反射电磁波是为了用它传递某种信号，载有信号的电磁波可以在真空中传播也可以通

过光缆传输

13.（多选）关于机械波和电磁波的下列说法正确的是（）

A.两列频率相同的机械波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能为零

B.声音从声源发出，在空气中传播的过程中，振幅和波长都在不断的减小

C.机械波的周期取决于振源的周期，在数值上可能与介质中质点的自由振动周期相等

D.X射线是由原子的内层电子受到激发后产生的，而丫射线是原子核受激后产生的

E.根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场一定可以产生电磁波

14.（多选）下列说法正确的是（）

A.一长度为1m的米尺，沿长度方向以0.9c（c为光在真空中的速度）运动，则地面上

观察者测得其长度为1.01m

B.在双缝实验中，双缝到光屏上P点的距离之差d=0.6Hm.若用频率为6=5.0X1014

Hz单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹明条纹

C.电磁波中的电场和磁场都在随时间做简谐振运动

D.水面下2m深处的鱼正在观察水面正上方离水面1.5m处的小鸟，鱼看到小鸟离它的

距离为3.33m（水的折射率约为1.33）

15.学了“电磁波”和“声波”这两部分内容后，小华列出了如下的知识归纳表，其中

和（填表中序号）的说法是错误的。

波的种类电磁波声波

传播速度①真空中所有电磁波的传播速度都是②声波在固体、液体、气体中的传

3X108mzs播速度相同

传播介质③电磁波的传播一定要有介质④声波传播一定要有介质

应用事例⑤电视机遥控器利用红外线进行遥控⑥超声波可用于清清物品

16.如图所示，LC回路的电容器的两极板水平放置，开关S断开时，两极板内的液滴恰好

静止。已知C=4RF,L=0.1mH.现将S闭合，经过2n义10-$,液滴加速度多大？方向

如何？（电容器极板间距足够大，g取lOm/s?）

17.麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产

生_________O从而预言了空间可能存在电磁波。电磁波按照波长由长到短排列依次是:

无线电波、红外线、、紫外线、X射线和Y射线。已知电磁波在空气中的传

播速度近似等于3.0X108m/s,南通人民广播电台的“经济、生活”节目的频率是1.03义

108HZ,该电磁波在空气中的波长为m.（结果保留2位有效数字）

五.电磁波的发射和接收（共6小题）

18.一台无线电接收机，当接收频率为535kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容是

360pF,如果调谐回路里的电感线圈保持不变，要接收频率为1605kHz的信号时，调谐回

路里电容器的电容应改变为（）

A.40pFB.120pFC.1080pFD.3240pF

19.在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺

序，正确的是（）

A.调谐-*高频放大-*检波-*音频放大

B.检波高频放大一调谐f音频放大

C.调谐一音频放大一检波一高频放大

D.检波-*音频放大--调谐一高频放大

20.（多选）下列说法中，正确的是（）

A.电磁波不能在真空中传播

B.无线电通信是利用电磁波传输信号的

C.电磁波在真空中的传播速度与光速相同

D.无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处

21.可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为0.6X10-6m,则可由公式

（填写字母表达式）算出它的频率是Hz.

22.芜湖大约在北纬30°附近，如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与同在

芜湖的朋友通话，则在你讲完话后，最短要等多少时间才能听到对方的回话？设同步卫

星和芜湖在同一经线所决定的平面内.己知地球半径为R,地球自转周期为T,在芜湖

一中一幢高h的楼顶上，以水平初速度vo平抛一物体，落地时速度方向与水平成。角,

电信号的传播速度为C（用以上量表示要等待的时间）.

23.2003年10月16日我国成功发射了“神舟五号”载人飞船，这标志着我国的航天航空

事业居于世界前列.

（1）如图是A“神舟五号”的火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行发射，

若该火箭起飞时质量为2.02X105kg,起飞推力2.75X106N,火箭发射塔高100m,则该

火箭起飞的加速度大小为，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气

阻力和火箭质量的变化，火箭起飞后经s飞离发射塔.

（2）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信

号.已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m,而传输电视信号所用的电磁波波长

为0.556m,为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在

山顶的转发站来转发（填无线电广播信号或电视信号），这是因

为.

24.（多选）下列说法中正确的是（）

A.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在

B.简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大

C.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，开始计时时，秒表提前按下，他测

得的g值偏小

D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽

E.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大

25.（多选）下列说法中，正确的是（）

A.台湾高雄2月6日凌晨发生6.7级地震，地震波是机械波，既有横波又有纵波

B.横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期

C.变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场

D.爱因斯坦认为引力波是一种跟电磁波一样的波动

E.可见光只是电磁波中的一小部分，可见光的频率低于X射线的频率

26.电磁波谱包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线（X射线）、丫射线等频

率由低到高，波长由长到短的范围广阔的电磁波.电磁波在生产、生活中有着广泛的应

用.

（1）一无线电波的波长为600m,它的传播速度为3X108^5,求该无线电波的频率；

（2）请你举出两个应用电磁波的实例.

27.某收音机接收电磁波的波长范围在577m和1871n之间，该收音机LC回路的可变电容

器的动片全部旋出时，回路总电容为39四，求：

（1）该收音机接收到的电磁波的频率范围；

（2）该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，回路总电容多大？

七.电磁波谱（共3小题）

28.（多选）下列说法正确的是（）

A.电磁波传播不需要依赖介质

B.丫射线比伦琴射线频率更高，穿透能力更强

C.红外线的显著作用是化学作用

D.狭义相对论基本假设的是在不同的惯性系中时间间隔具有相对性

E.把一个静止质量为m（）的粒子，加速到0.6c（c为真空中的光速），需做的功为0.25m（）c2

29.（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是（）

A.无线电波被广泛用于通讯

B.紫外线可用于杀菌消毒

C.验钞机利用了红外线的荧光作用

D.骨折到医院拍X光片是利用了X射线穿透性

30.（1）太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、丫射线、无线电

波.太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内.在这三个区域内

的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为、可见光和.

（2）有一种生命探测仪可以探测生命的存在.我国四川汶川特大地震发生后，为了尽快

营救废墟中的伤员，救援人员就广泛应用了这种仪器，该仪器主要是接收人体发出电磁

波中的（选填“可见光”、“红外线”或“紫外线”）.

（3）下面是关于电磁波的描述，你认为正确的在横线上画“J”，错误的在横线上画

“X

A.微波炉是利用电磁波加热食物的

B.电磁波是纵波

C.手机是利用电磁波传递信息的.

八.电磁波与信息化社会（共4小题）

31.以下说法中正确的是（）

A.一切物体都在进行着热辐射B.只有高温物体才进行热辐射

C.严冬季节里物体不发生热辐射D.以上说法都有可能

32.（多选）2015年7月15日21时，“2015中国•黑河大黑河岛国际经贸洽谈会焰火晚会”

在黑龙江畔拉开了帷幕.整场焰火晚会共分为“礼花缤纷、增进友谊”“魅力黑河、发展

黑河”“合作双赢、再创辉煌”三个焰章，焰火燃放时的精彩瞬间如图所示.下列关于光

的认识，说法正确的是（）

A.焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的衍射效果好

B.利用相机拍下这些壮观景象时，涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透

膜增强了对淡紫色光的透射

C.通过电视观看焰火晚会时，所用电视机遥控器是利用红外线脉冲信号进行遥控的

D.焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光

E